Il 13 febbraio scorso (2007), la D-Wave Systems, che in precedenza aveva dichiarato di essere in grado di produrre il primo prototipo di un elaboratore quantistico entro il 2008, ha presentato al pubblico il prototipo in questione. Al Museo di Storia dei Computer nella Silicon Valley, la D-Wave ha mostrato al pubblico per la prima volta “Orion”, il nome in codice del prototipo: una dimostrazione durata quasi 2 ore, alla presenza di quasi 400 persone, volta soprattutto alla ricerca di alleati, sostenitori e potenziali clienti in grado di aiutare D-Wave a proseguire nel proprio progetto.

D-Wave è riuscita a passare in due anni da un primissimo prototipo con 2 soli qubit, ad Orion, che di qubit ne ha 16. Nel corso della dimostrazione, Orion ha risolto tre problemi: il “matching” di molecole farmaceutiche, un caso semplice del problema del Commesso Viaggiatore ed un puzzle Sudoku, troppo poco per lasciare una impronta storica. Il problema è che 16 qubit sono ancora troppo pochi, ed infatti D-Wave si propone di arrivare a 32 qubit entro la fine dell'anno, 512 qubit all'inizio del 2008 e 1024 qubit alla fine del 2008.

Questo progetto però ha una grave incognita, la “decoerenza” quantistica. Dato che le particelle elementari utilizzate come qubit rischiano di interagire con le particelle del mondo circostante e trasformarsi in modo praticamente casuale. Questo ovviamente porterebbe a risultati praticamente casuali. D-Wave ammette di non essere sicura di riuscire a mettere insieme più di 16 qubit e mantenerli isolati e controllati come dovrebbero. Se questa paura si rivelasse realtà, Orion rimarrebbe non solo un prototipo ma anche l'ultimo della sua specie.

Un altro dubbio è stato sollevato da molti scienziati che si occupano di Elaboratori Quantistici. D-Wave ha scelto di realizzare il proprio elaboratore usando dei sistemi a superconduttori a temperature vicine allo zero assoluto. Inoltre, la struttura interna dell'elaboratore quantistico di D-Wave segue un modello semplificato introdotto nel 1999 che non è in grado di implementare l'algoritmo di Shor, ma solo quello di Grover.

Gli algoritmi quantistici sono essenziali per il funzionamento di un computer quantistico, in quanto consentono di risolvere problemi complessi, come ad esempio la fattorizzazione dei numeri grandi in numeri primi, in minor tempo rispetto agli usuali computer. Un algoritmo quantistico in grado di fattorizzare i numeri con una complessità polinomiale metterebbe in crisi la maggior parte degli attuali algoritmi di cifratura.

Nel 2001, l'IBM creò all'Almaden Research Center un elaboratore quantistico a 7qubit (composto da una sola molecola con 7 spin nucleari) che riuscì a implementare l'algoritmo di fattorizzazione di Shor su numeri piccoli. La prima rete a crittografia quantistica, Qnet (Quantum Net), è stata sviluppata proprio in seguito al riuscito esperimento dell'IBM.

L'algoritmo di Shor è, tra gli algoritmi per elaboratori quantistici, quello più famoso, poiché è in grado di fattorizzare il prodotto di numeri primi, con possibili conseguenze sia per la sicurezza informatica che per la teoria dei numeri. L'algoritmo di Grover invece permette solamente di risolvere alcune equazioni particolarmente complesse nella fisica delle particelle elementari o delle interazioni molecolari, ed il famoso problema del Commesso Viaggiatore che ha moltissime applicazioni pratiche, dalla organizzazione di merci e magazzini ai portafogli finanziari.

Il problema con l'implementazione di D-Wave è che non è chiaro se Orion sia veramente un elaboratore quantistico o solamente un elaboratore superconduttore. La differenza fra questi due tipi di elaboratori è sostanziale: il primo adotta la logica quantistica ed è in grado di fare operazioni in modo impossibile altrimenti, il secondo adotta l'usuale logica digitale, ma raggiunge velocità impossibili altrimenti grazie alla superconduttività. D-Wave afferma di essere certa che Orion si comporta come un elaboratore quantistico, e che presto renderà pubbliche queste prove. Il dubbio è legittimo, in quanto in Orion la componente quantistica è così ridotta che è lecito dubitare se abbia veramente un qualche effetto sull'esecuzione dei calcoli.

In conclusione, la scommessa di D-Wave rimane aperta. In ogni caso rimane l'interesse scientifico e commerciale per la realizzazione di un elaboratore superconduttore, sia che sia quantistico sia che non lo sia.

Fonti: Punto Informatico , Wikipedia / febbraio 2007